為了消除這些影響，將采樣幀中的采樣數(shù)據(jù)乘以時(shí)間窗函數(shù)，該函數(shù)可以將幀的開(kāi)始和結(jié)尾附近的采樣數(shù)據(jù)平滑地錐化為零。因此，當(dāng)將這些修改后的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT分析時(shí)，該采樣幀的周期性擴(kuò)展不會(huì)出現(xiàn)明顯的不連續(xù)性，從而減少了頻譜泄漏(圖6)。

圖6. 對(duì)采樣信號(hào)加窗之后進(jìn)行FFT處理，可減少頻譜泄漏

RBW和SPAN相互關(guān)系

時(shí)間窗還用于在FFT頻譜分析中實(shí)現(xiàn)RBW濾波器。對(duì)時(shí)間窗進(jìn)行FFT處理會(huì)使帶通濾波器響應(yīng)出現(xiàn)在FFT分析帶寬內(nèi)的任何頻率分量附近。圖7顯示了包含多個(gè)CW信號(hào)的輸入的FFT頻譜，這些CW信號(hào)的頻率間隔為一個(gè)RBW。只需捕獲一次，F(xiàn)FT即可將一組并行RBW濾波器有效地應(yīng)用于輸入信號(hào)。請(qǐng)注意，在FFT跨度的開(kāi)始和結(jié)束附近的頻率處，RBW濾波器響應(yīng)是不完整的。因此，可用帶寬僅約為FFT整個(gè)分析帶寬的80％，等于FFT輸入I/ Q采樣率(Fs)。

圖7. 帶窗的FFT處理形成了一組并行的RBW濾波器

該圖顯示了頻率間隔等于一個(gè)RBW的多個(gè)CW信號(hào)輸入的頻譜

時(shí)間窗函數(shù)有許多不同類型，它們的頻域特性各不相同，例如主瓣寬度，旁瓣滾降和通帶平坦度。

圖8.常用窗口函數(shù)的時(shí)域和頻域響應(yīng)

請(qǐng)注意，每個(gè)窗函數(shù)的主瓣寬度不盡相同(圖8)。RBW濾波器帶寬等于窗口主瓣的3dB帶寬，它是通過(guò)調(diào)整窗口長(zhǎng)度(W)和FFT輸入I/ Q采樣率(Fs)來(lái)控制的。窗口長(zhǎng)度可以等于或小于FFT大小(N)。安立公司的FieldMaster Pro MS2090A頻譜分析儀使用Kaiser-Bessel窗口函數(shù)，并通過(guò)以下公式計(jì)算RBW：

RBW=2.3×Fs/W ， W≤N

由于一個(gè)FFT的跨度取決于采樣率，因此RBW和SPAN是相互關(guān)聯(lián)的。在RTSA頻譜分析儀中，這種相互關(guān)聯(lián)很明顯，因?yàn)闇y(cè)量?jī)H限于一個(gè)FFT的跨度。例如，若選擇較窄的RBW，可以增加窗口長(zhǎng)度，直到最大FFT大小限制N，但必須減小采樣率Fs和SPAN。非RTSA頻譜分析儀可以將多個(gè)FFT拼接在一起，以覆蓋更寬的跨度，但這需要調(diào)整LO頻率，而在本振切換期間，分析儀是無(wú)法工作的。

窗口重疊

由于加窗將采樣幀開(kāi)始和結(jié)尾處的時(shí)間采樣逐漸減小為零，因此丟失了邊緣處的瞬態(tài)信號(hào)(圖9)。而窗口重疊用于確保捕獲這些信號(hào)(圖10)。FFT的每個(gè)采樣幀都交叉捕獲了先前采樣幀中的采樣數(shù)據(jù)。

圖9.窗口采樣框邊緣出現(xiàn)的瞬態(tài)信號(hào)將丟失

圖10.重疊采樣允許捕獲任何采樣幀邊緣的事件

RTSA中的采樣重疊數(shù)受FFT計(jì)算速度相對(duì)于FFT輸入采樣率(Fs)的限制。

最大允許重疊百分比= (FFT Clock – Fs) / FFT Clock

FFT時(shí)鐘速率是FFT可以進(jìn)行一次采樣的速率。例如，在MS2090A頻譜分析儀中，F(xiàn)FT時(shí)鐘為270MHz，因此它可以在512x 1/270 MHz = 1.9us內(nèi)完成512點(diǎn)的FFT處理或每秒進(jìn)行527000次的512點(diǎn)的FFT處理。FFT時(shí)鐘越快，允許的重疊就越大。后面章節(jié)將闡述在較高的重疊下，如何獲取較短的信號(hào)POI持續(xù)時(shí)間。

振幅精度的POI要求

圖11.具有不同持續(xù)時(shí)間和開(kāi)始時(shí)間的突發(fā)信號(hào)具有不同的頻譜幅度